基于催化动力学原理的镍(Ⅱ)测定新方法研究及应用

基于催化动力学原理的镍(Ⅱ)测定新方法研究及应用

镍是生命必需的微量元素，了解水体中镍（Ⅱ）的含量及分布对环境科学、海洋化学和生物地球化学研究具有重要意义。目前，国内外测定水体中痕量镍（Ⅱ）的分析方法大多需要对样品进行预处理，操作步骤繁琐、条件苛刻、分析成本较高，而能直接用于测定海水中镍（Ⅱ）的文献相对较少。

催化动力学光度法因具有灵敏度高、检测限低、操作简单、仪器成本低廉等优点而得到了迅速发展，因此，基于催化动力学原理研究测定镍（II）的新反应体系和反应机理，建立一种可用于淡水和海水中镍（II）的高灵敏度、高选择性的分析方法具有十分重要的意义。

本文首先研究了基于催化动力学原理测定痕量镍（II）单组分的分析方法，并将建立的分析方法应用于淡水和海水中镍（II）的测定，同时确定了催化反应的动力学参数。在此基础上建立了可同时测定铁（III）和镍（II）两个组分的CPA基质-催化动力学分析方法，并将此方法应用于淡水体系的测定。

本文的主要研究结果如下：

1建立了测定痕量镍（Ⅱ）的催化动力学分析方法，反应体系以RAWL为指示剂，KIO4为氧化剂。通过正交实验和单因素实验，确定分析条件为：CRAWL=5×10-5mol·L-1，pH=2.00，CK1O4=2×10-5mol·L-1，f=10.0min，T=25.0℃。建立方法的相对标准偏差为0.52%～2.49%，检出限为1.70ng·mL-1，线性范围为0～60.0ng·mL-1。干扰离子实验表明，在此条件下大多数阴离子和阳离子对测定结果无明显干扰。 自来水和黄河水中镍（Ⅱ）测定结果的相对标准偏差为0.43%~1.28%，回收率为98.0%~101.3%。该方法具有精密度高、检出限低、线性范围宽的特点。与现有的催化动力学分析方法相比，该方法可在室温下进行，操作简单。

2催化反应动力学方程为：表观反应活化能Ea=39.97kJ·mol-1；表观反应速率常数K'=0.-1。

3 发现该方法应用于海水时，出现了与淡水体系明显不同的现象，针对该现象提出了基于标准加入法的校正方法，并对青岛市11个站位的表层海水中镍（II）含量进行了测定，得到了青岛附近表层海水中镍（II）的水平分布趋势。

4 研究了CPA基体-催化动力学分析法，并应用于淡水体系中痕量镍（Ⅱ）和铁（Ⅱ）组分的同时测定。在确定的分析条件下，铁（Ⅲ）和镍（Ⅱ）的线性范围分别为0～70 ng·mL-1和0～60 ng·mL-1，方法的相对标准偏差为0.37%～2.32%。对铁（Ⅲ）和镍（Ⅱ）质量浓度为5～60 ng·mL-1的12组铁镍混合测试溶液进行了测定，准确度为95.4%～107.7%。自来水和黄河水中铁（Ⅲ）和镍（Ⅱ）测定结果的相对标准偏差为0.47%～2.65%，回收率为95.5%～99.0%。展开▼